JP2012076993A - Method for producing trichlorosilane with reduced boron compound impurity - Google Patents

Method for producing trichlorosilane with reduced boron compound impurity Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remove boron compounds from trichlorosilane (TCS) and to effectively reuse dichlorosilane (DCS) and other compounds by converting such reusable compounds into TCS.SOLUTION: This method for producing TCS having a reduced amount of boron compounds includes: (A) reacting metallurgical grade silicon 11 with hydrogen chloride 19 in a fluidized-bed reactor 1 to produce a reaction gas including TCS; (B) first distilling the reaction gas, for separating first vapor fractions 16 and first residue fractions 15, by setting a distillation temperature at a top of a first distillation column 3 between a boiling point of TCS and a boiling point of tetrachlorosilane and feeding the first vapor fractions to a second distillation column 4; (C) second distilling, for separating the TCS 17 and second vapor fractions 18 including boron compounds, by setting a distillation temperature at a top of a second distillation column between a boiling point of DCS and a boiling point of TCS; and (D) feeding back the second vapor fractions to the fluidized-bed reactor.

Description

本発明は、ホウ素化合物の不純物を低減したトリクロロシラン製造方法に関し、低沸点ホウ素化合物を高沸点ホウ素化合物へと変換し、冶金級シリコンと塩化水素ガスとの反応の過程においてジクロロシランを再利用することにより、トリクロロシランを含有する反応ガスを生成する。その後、反応ガスは少なくとも２回の蒸留処理によって蒸留される。   The present invention relates to a method for producing trichlorosilane with reduced boron compound impurities, converting a low-boiling boron compound into a high-boiling boron compound and reusing dichlorosilane in the course of the reaction between metallurgical grade silicon and hydrogen chloride gas. As a result, a reaction gas containing trichlorosilane is generated. Thereafter, the reaction gas is distilled by at least two distillation processes.

高純度多結晶シリコンの生成において原料として用いられるトリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3、略称「ＴＣＳ」、沸点：３１．８℃）は、ホウ素不純物を含有する９８％純度の冶金級シリコン顆粒（略称「Ｍｅ-Ｓｉ」、φ約１ｍｍ以下）と塩化水素ガス（略称「ＨＣｌ」）とを反応させることにより生成される。反応においてはその他の反応物も生成されるため、ＴＣＳとＨＣｌの反応に続いて、蒸留処理を行う。 Trichlorosilane (SiHCl 3 , abbreviation “TCS”, boiling point: 31.8 ° C.) used as a raw material in the production of high-purity polycrystalline silicon is a 98% purity metallurgical grade silicon granule (abbreviation “Me-”) containing boron impurities. Si ”, φ approximately 1 mm or less) and hydrogen chloride gas (abbreviated as“ HCl ”). Since other reactants are also produced in the reaction, a distillation treatment is performed following the reaction between TCS and HCl.

蒸留処理により、トリクロロシランが精製される。しかしながら、反応において生成されたホウ素化合物は、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）（沸点：−９２．５℃）、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）（沸点：１２．４℃）、テトラボラン（Ｂ4Ｈ10）（沸点：１８℃）等のように低沸点を有し、多くのホウ素化合物の沸点がＴＣＳの沸点に近いか、あるいはＴＣＳの沸点より低いために、工業用の蒸留処理ではトリクロロシランとホウ素化合物とを分離するのが極めて困難である。ホウ素は、冶金級シリコン顆粒中に不可避の不純物として含有される。ＴＣＳとＨＣｌとの反応においては、いくつかの異なるホウ素化合物が生成される。 Trichlorosilane is purified by distillation. However, boron compounds produced in the reaction are diborane (B 2 H 6 ) (boiling point: −92.5 ° C.), boron trichloride (BCl 3 ) (boiling point: 12.4 ° C.), tetraborane (B 4 H 10 ) (Boiling point: 18 ° C.) and the like, and the boiling point of many boron compounds is close to the boiling point of TCS or lower than the boiling point of TCS. It is very difficult to separate the compound. Boron is contained as an inevitable impurity in metallurgical grade silicon granules. In the reaction of TCS with HCl, several different boron compounds are produced.

例えば特許文献１（特開２００５−６７９７９号公報）に開示されるように、ホウ素化合物を除去するトリクロロシラン製造方法がいくつか提案されている。当該出願においては、未精製クロロシランにエーテル基が添加されて蒸留される方法を提案している。しかしながら、精製に先立つエーテル基の回収が必要となる。さらに、特許文献２（米国特許４，７１３，２３０）においては、ホウ素化合物により汚染された気相トリクロロシランをシリカ床に通過させる、トリクロロシランの精製方法を提案している。しかし、シリカの清浄を維持するためには、シリカの固定床が必要となる。   For example, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-67979), several methods for producing trichlorosilane that remove boron compounds have been proposed. The application proposes a method in which an ether group is added to unpurified chlorosilane and distilled. However, it is necessary to recover the ether group prior to purification. Furthermore, Patent Document 2 (US Pat. No. 4,713,230) proposes a method for purifying trichlorosilane in which gas phase trichlorosilane contaminated with a boron compound is passed through a silica bed. However, a fixed bed of silica is required to maintain silica cleanliness.

特開２００５−６７９７９号公報JP-A-2005-67979 米国特許４，７１３，２３０号明細書U.S. Pat. No. 4,713,230

本発明の目的の１つは、トリクロロシランからホウ素化合物を除去する、トリクロロシラン製造方法を提供することである。   One of the objects of the present invention is to provide a method for producing trichlorosilane, which removes a boron compound from trichlorosilane.

本発明の他の１つの目的は、再利用可能な化合物をトリクロロシランに変換することにより、ジクロロシランおよびその他の化合物を効果的に再利用することである。   Another object of the present invention is to effectively reuse dichlorosilane and other compounds by converting reusable compounds to trichlorosilane.

本発明は、ホウ素化合物の量を減じたトリクロロシラン製造方法に関し、当該方法は、（Ａ）トリクロロシラン含有反応ガスを生成するために、流動床反応器において冶金級シリコンと塩化水素ガスとを反応させ、（Ｂ）第１蒸気留分（第一蒸気フラクション）と第１蒸留残渣とを分離するために、蒸留塔頂部の蒸留温度をおよそトリクロロシランの沸点とおよそテトラクロロシランの沸点との間に設定し、第１蒸気留分を第２蒸留塔へ供給することにより、反応ガスの第１蒸留を実施し、（Ｃ）トリクロロシランと、ホウ素化合物を含有する第２蒸気留分とを分離するために、蒸留塔頂部の蒸留温度をおよそジクロロシランの沸点とおよそトリクロロシランの沸点との間に設定することにより、第２蒸留を実施し、（Ｄ）第２蒸気留分を流動床反応器に再供給する。   The present invention relates to a method for producing trichlorosilane with a reduced amount of boron compound, and the method reacts (A) metallurgical grade silicon and hydrogen chloride gas in a fluidized bed reactor to produce a trichlorosilane-containing reaction gas. (B) in order to separate the first steam fraction (first steam fraction) and the first distillation residue, the distillation temperature at the top of the distillation column is set between about the boiling point of trichlorosilane and about the boiling point of tetrachlorosilane. Setting and supplying the first vapor fraction to the second distillation column, the first distillation of the reaction gas is performed, and (C) the trichlorosilane and the second vapor fraction containing the boron compound are separated. Therefore, the second distillation is carried out by setting the distillation temperature at the top of the distillation column between about the boiling point of dichlorosilane and about the boiling point of trichlorosilane, and (D) flowing the second vapor fraction. Resupplying the bed reactor.

冶金級シリコンと塩化水素の反応に際して、トリクロロシランを含有した反応ガスは、流動床反応器において、以下のように蒸留処理から純度９８重量％以上の冶金級シリコン顆粒と、塩化水素ガス、低沸点のホウ素化合物、トリクロロシラン、およびジクロロシラン（略称「ＤＣＳ」、沸点：８．４℃）の再循環流とを反応させることによって生成される。塩化水素ガスを流動床反応器中に均一に分散させることは、冶金級シリコン顆粒と塩化水素ガスとの間の反応を活性化するのに有効である。流動床反応器は、約２８０℃（５３６°Ｆ）から約３２０℃（６０８°Ｆ）の間の反応温度に設定される。流動床反応器中に生成された反応ガスは、凝縮のために冷却器へと送られる。凝縮された液体は、第１蒸留塔および第２蒸留塔へと送られる。   In the reaction between metallurgical grade silicon and hydrogen chloride, the reaction gas containing trichlorosilane is converted into a metallurgical grade silicon granule having a purity of 98 wt. Of the boron compound, trichlorosilane, and dichlorosilane (abbreviated “DCS”, boiling point: 8.4 ° C.). Dispersing hydrogen chloride gas uniformly in the fluidized bed reactor is effective to activate the reaction between metallurgical grade silicon granules and hydrogen chloride gas. The fluidized bed reactor is set to a reaction temperature between about 280 ° C. (536 ° F.) and about 320 ° C. (608 ° F.). The reaction gas produced in the fluidized bed reactor is sent to a cooler for condensation. The condensed liquid is sent to the first distillation column and the second distillation column.

次に、第１蒸留処理において、第１蒸留塔の頂部の蒸留温度をおよそトリクロロシランの沸点とおよそテトラクロロシランの沸点との間に設定する。より具体的には、第１蒸留塔の塔頂部の温度を、８０ｋＰａ（ゲージ圧力）にて約４５℃（１１３°Ｆ）から約５５℃（１３１°Ｆ）の間に設定する。高沸点のホウ素化合物、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ4、略称「ＳＴＣ」、沸点：５７．６℃）、ポリマー、および「ボトム」としての少量のＴＣＳは、蒸留処理において分離される。当該処理からの蒸気蒸留物は、低沸点物のホウ素化合物、ＴＣＳ、および少量のＤＣＳを含む。蒸気留出物は、第１蒸気留分として第２蒸留処理に送られる。 Next, in the first distillation treatment, the distillation temperature at the top of the first distillation column is set between about the boiling point of trichlorosilane and about the boiling point of tetrachlorosilane. More specifically, the temperature at the top of the first distillation column is set between about 45 ° C. (113 ° F.) and about 55 ° C. (131 ° F.) at 80 kPa (gauge pressure). High boiling boron compounds, tetrachlorosilane (SiCl 4 , abbreviation “STC”, boiling point: 57.6 ° C.), polymer, and a small amount of TCS as “bottom” are separated in the distillation process. The steam distillate from the treatment contains low boilers boron compound, TCS, and a small amount of DCS. The steam distillate is sent to the second distillation process as the first steam fraction.

その後第２蒸留処理において、蒸留塔頂部の蒸留温度は、およそジクロロシランの沸点とおよそトリクロロシランの沸点との間に設定される。第２蒸留塔頂部の温度は、１２３ｋＰａ（ゲージ圧力）で約５０℃（１２２°Ｆ）から約６０℃（１４０°Ｆ）の間に設定されるのが好ましい。蒸留により、第１蒸気留分から純トリクロロシランが分離される。低沸点のホウ素化合物、ＤＣＳ、および少量のＴＣＳが、第２蒸気蒸留物として分離される。   Thereafter, in the second distillation treatment, the distillation temperature at the top of the distillation column is set between about the boiling point of dichlorosilane and about the boiling point of trichlorosilane. The temperature at the top of the second distillation column is preferably set between about 50 ° C. (122 ° F.) and about 60 ° C. (140 ° F.) at 123 kPa (gauge pressure). Pure trichlorosilane is separated from the first vapor fraction by distillation. Low boiling boron compounds, DCS, and a small amount of TCS are separated as a second vapor distillate.

さらに第２蒸気蒸留物は、気化器による気化の後、流動床反応器へと戻される。この処理により、低沸点のホウ素化合物は高沸点のホウ素化合物へと転換する。例えば、テトラボラン（１０）（Ｂ4Ｈ10）は、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）とデカボラン（Ｂ10Ｈ14）とに転換する。ジボラン（Ｂ2Ｈ6）は、デカボラン（Ｂ10Ｈ14）に転換する。テトラボランは１８℃（６４°Ｆ）の低沸点であり、ジボランは−９２．５℃（−１３４．５°Ｆ）の低沸点である。しかしながらデカボランは２１３℃（４１５°Ｆ）の高沸点である。デカボランは安定な材料であるため、転換反応はほぼ非可逆的である。 Further, the second steam distillate is returned to the fluidized bed reactor after vaporization by the vaporizer. By this treatment, the low boiling point boron compound is converted into a high boiling point boron compound. For example, tetraborane (10) (B 4 H 10 ) is converted to diborane (B 2 H 6 ) and decaborane (B 10 H 14 ). Diborane (B 2 H 6 ) is converted to decaborane (B 10 H 14 ). Tetraborane has a low boiling point of 18 ° C. (64 ° F.) and diborane has a low boiling point of −92.5 ° C. (−134.5 ° F.). However, decaborane has a high boiling point of 213 ° C. (415 ° F.). Since decaborane is a stable material, the conversion reaction is almost irreversible.

本発明はこの新しい発見に基づく。換言すれば、低沸点のホウ素化合物は、高沸点のホウ素化合物へと転換可能であり、トリクロロシラン生成処理から除去が可能である。本発明者は、還流状態からの（蒸気留分）低沸点ホウ素化合物を分離し、蒸留塔から流動床反応器（塩化反応炉）へと戻して再循環させることにより、低沸点ホウ素化合物を高沸点ホウ素化合物へと転換するに至った。高沸点ホウ素化合物は、蒸留塔の蒸留残渣において除去が可能である。   The present invention is based on this new discovery. In other words, the low-boiling boron compound can be converted into a high-boiling boron compound and can be removed from the trichlorosilane production process. The present inventor separated the low boiling point boron compound from the reflux state (steam fraction), returned it from the distillation column to the fluidized bed reactor (chlorination reactor), and recycled it. It came to convert into a boiling point boron compound. The high boiling point boron compound can be removed in the distillation residue of the distillation column.

本発明の第１の観点では、流動床反応器においてトリクロロシラン含有反応ガスを生成させ、第１蒸留塔において頂部の蒸留温度を特定の温度に設定することで、第１蒸気留分と第１蒸留残渣とに分離し、第２蒸留塔において、その頂部の蒸留温度を特定の温度に設定することで、トリクロロシランと第２蒸気留分とに分離する。このように、トリクロロシラン含有反応ガスに含まれる各化合物の沸点と蒸留温度との関係に着目し、従来の蒸留処理では分離が困難であったトリクロロシラン含有反応ガス中のトリクロロシランとホウ素化合物とを分離するので、ホウ素化合物の不純物を減じたトリクロロシランを得ることができる。   In the first aspect of the present invention, the trichlorosilane-containing reaction gas is generated in the fluidized bed reactor, and the top distillation temperature is set to a specific temperature in the first distillation column, whereby the first steam fraction and the first In the second distillation column, the distillation temperature at the top is set to a specific temperature to separate into trichlorosilane and the second vapor fraction. Thus, paying attention to the relationship between the boiling point of each compound contained in the trichlorosilane-containing reaction gas and the distillation temperature, the trichlorosilane and boron compound in the trichlorosilane-containing reaction gas, which was difficult to separate by the conventional distillation treatment, Therefore, trichlorosilane with reduced boron compound impurities can be obtained.

また、第２蒸気留分を流動床反応器に再供給することで、第２蒸気留分に含まれる再利用可能な化合物をトリクロロシランに変換することができ、ジクロロシランおよびその他の化合物を効果的に再利用することができる。   In addition, by re-feeding the second steam fraction to the fluidized bed reactor, the reusable compound contained in the second steam fraction can be converted to trichlorosilane, and dichlorosilane and other compounds are effective. Can be reused.

本発明の一実施形態を説明するための処理フロー図である。It is a processing flow figure for explaining one embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態を説明するための処理フロー図である。It is a processing flowchart for demonstrating other embodiment of this invention.

次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。   Next, an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

＜第１の実施の形態＞
本発明では、精製されたトリクロロシランを生成する。特に本発明は、トリクロロシランを汚染するホウ素不純物を低減する方法を提供する。図１は、第１実施形態の処理フロー図である。本発明は、図に示すように互いに接続された流動床反応器１、冷却器２、第１蒸留塔３、第２蒸留塔４、および気化器５を備える。 <First Embodiment>
In the present invention, purified trichlorosilane is produced. In particular, the present invention provides a method for reducing boron impurities that contaminate trichlorosilane. FIG. 1 is a process flow diagram of the first embodiment. The present invention includes a fluidized bed reactor 1, a cooler 2, a first distillation column 3, a second distillation column 4, and a vaporizer 5 connected to each other as shown in the figure.

流動床反応器１は、以下の反応式に基づき、約９８％の純度の冶金級シリコン顆粒（Ｍｅ-Ｓｉ）１１と塩化水素ガス（ＨＣｌ）１９とを反応させるものである。   The fluidized bed reactor 1 reacts metallurgical grade silicon granules (Me—Si) 11 having a purity of about 98% and hydrogen chloride gas (HCl) 19 based on the following reaction formula.

Ｓｉ ＋ ３ＨＣｌ → ＳｉＨＣｌ3 ＋ Ｈ2 （１）
Ｍｅ-ＳｉとＨＣｌとの反応の結果、流動床反応器１において反応ガスが生成される。当該反応ガスは、ＴＣＳ、ＳＴＣ、ＤＣＳ、およびホウ素化合物を含む。流動床反応器中における塩素化後の反応物の収率は通常、およそ以下のとおりである。ＴＣＳが８８重量％、ＳＴＣが１１．５重量％、ＤＣＳが０．５重量％、そしてホウ素が３,０００から６，０００ｐｐｂｗｔである。より具体的には、ＴＣＳが８０重量％超で含有される。本実施形態においては、流動床タイプの反応器が使用される。冶金級シリコン顆粒１１は連続的に流動床反応器１へと送られる。塩化水素ガス１９は、その底部から流動床反応器１へと送られ、冶金級シリコン顆粒１１層中を通過しながら、冶金級シリコン顆粒１１と反応させられる。流動床反応器１の床温度は、約２８０℃から約３２０℃の間に設定される。この温度範囲は、効果的にＴＣＳを生成するように選択される。特に３２０℃（６０８°Ｆ）を超える温度は、ある割合のＴＣＳを生成するのに好ましくない。反応ガス１２は、凝縮物１４の生成のために冷却器２へと送られる。未反応の塩化水素ガスおよび水素ガスは、放出ガス１３として本処理から排出される。 Si + 3HCl → SiHCl 3 + H 2 (1)
As a result of the reaction between Me—Si and HCl, a reaction gas is generated in the fluidized bed reactor 1. The reaction gas includes TCS, STC, DCS, and a boron compound. The yield of the reactants after chlorination in the fluidized bed reactor is usually as follows. TCS is 88 wt%, STC is 11.5 wt%, DCS is 0.5 wt%, and boron is 3,000 to 6,000 ppbwt. More specifically, TCS is contained in an amount exceeding 80% by weight. In this embodiment, a fluidized bed type reactor is used. Metallurgical grade silicon granules 11 are continuously fed to the fluidized bed reactor 1. The hydrogen chloride gas 19 is sent from the bottom to the fluidized bed reactor 1 and is reacted with the metallurgical grade silicon granules 11 while passing through the layer of the metallurgical grade silicon granules 11. The bed temperature of the fluidized bed reactor 1 is set between about 280 ° C and about 320 ° C. This temperature range is selected to produce a TCS effectively. In particular, temperatures above 320 ° C. (608 ° F.) are undesirable for producing a proportion of TCS. The reaction gas 12 is sent to the cooler 2 for the production of condensate 14. Unreacted hydrogen chloride gas and hydrogen gas are discharged from the process as a release gas 13.

冷却器２で冷却された凝集物１４は、第１蒸留塔３の中央へと送られる。この第１蒸留塔３の目的のうちの少なくとも１つとして、ＴＣＳの沸点より高い高沸点化合物の除去がある。第１蒸留塔３は、第１蒸留残渣１５として、主にＳＴＣおよび高沸点ホウ素化合物等を除去する。しかしながら、実際にはＴＣＳが第１蒸留残渣１５に含有されていても構わない。第１蒸留残渣１５の組成は、ＴＣＳが３０重量％、ホウ素が３２２，０００ｐｐｂｗｔ、そして残余ＳＴＣおよび不可避的な不純物である。高沸点ホウ素化合物は、ペンタボラン（９）（Ｂ5Ｈ9）、ペンタボラン（１１）（Ｂ5Ｈ11）、ジボランテトラクロリド（Ｂ2Ｃｌ4）、ヘキサボラン（Ｂ6Ｈ10）、デカボラン（Ｂ10Ｈ14）等を含有する。 The aggregate 14 cooled by the cooler 2 is sent to the center of the first distillation column 3. At least one of the purposes of the first distillation column 3 is to remove high-boiling compounds higher than the boiling point of TCS. The first distillation column 3 mainly removes STC, high boiling point boron compounds and the like as the first distillation residue 15. However, in practice, TCS may be contained in the first distillation residue 15. The composition of the first distillation residue 15 is 30% by weight of TCS, 322,000 ppbwt of boron, and residual STC and inevitable impurities. High-boiling boron compounds are pentaborane (9) (B 5 H 9 ), pentaborane (11) (B 5 H 11 ), diborane tetrachloride (B 2 Cl 4 ), hexaborane (B 6 H 10 ), decaborane (B 10 containing H 14) or the like.

第１蒸留塔３は、１つ以上の個別の第１蒸留残渣１５を加熱し、第１蒸留残渣１５の一部を第１蒸留塔３の底部へと還流するリボイラー（図示せず）と、１つ以上の個別の第１蒸気留分１６を冷却し、蒸気留分１６を第１蒸留塔３の頂部へと還流する凝縮器（図示せず）とを備える。   The first distillation column 3 heats one or more individual first distillation residues 15 and reboiler (not shown) for refluxing a part of the first distillation residues 15 to the bottom of the first distillation column 3; A condenser (not shown) is provided that cools one or more individual first vapor fractions 16 and refluxes the vapor fractions 16 to the top of the first distillation column 3.

第１蒸留塔３の頂部温度は、およそトリクロロシランの沸点とおよそテトラクロロシランの沸点との間に設定され、蒸留圧力、スループット、および蒸気留分の容量により制御される。本実施形態では、第１蒸留塔３の頂部における蒸留圧力は、約７０ｋＰａｇ（１０ｐｓｉｇ）から１２０ｋＰａｇ（１７ｐｓｉｇ）の間に設定される。第１蒸留塔の頂部温度がおよそＴＣＳの沸点より低いと、第１蒸留残渣１５に含有されるＴＣＳが増加するために好ましくない。一方、およそＳＴＣの沸点より高いと、高沸点ホウ素化合物およびＳＴＣが第１蒸気留分１６に含有されるために好ましくない。頂部温度は、８０ｋＰａ（ゲージ圧力）にて約４５℃（１１３°Ｆ）から約５５℃（１３１°Ｆ）の間に設定されるのがより好ましい。第１蒸留塔３からの第１蒸気留分１６は、ＴＣＳ、ＤＣＳ、および低沸点ホウ素化合物を含み、第２蒸留塔４の中央へと送られる。第１蒸留塔３の底部の望ましい温度は、８０ｋＰａ（ゲージ圧力）にて約６５℃（１４９°Ｆ）から約８５℃（１８５°Ｆ）の間である。頂部温度は、第１蒸気留分１６の還流比によって制御される。   The top temperature of the first distillation column 3 is set between about the boiling point of trichlorosilane and about the boiling point of tetrachlorosilane, and is controlled by the distillation pressure, the throughput, and the volume of the vapor fraction. In this embodiment, the distillation pressure at the top of the first distillation column 3 is set between about 70 kPag (10 psig) and 120 kPag (17 psig). If the top temperature of the first distillation column is lower than the boiling point of TCS, the TCS contained in the first distillation residue 15 increases, which is not preferable. On the other hand, if it is higher than the boiling point of STC, it is not preferable because the high boiling point boron compound and STC are contained in the first vapor fraction 16. More preferably, the top temperature is set between about 45 ° C. (113 ° F.) and about 55 ° C. (131 ° F.) at 80 kPa (gauge pressure). The first vapor fraction 16 from the first distillation column 3 contains TCS, DCS, and a low boiling point boron compound, and is sent to the center of the second distillation column 4. The desired temperature at the bottom of the first distillation column 3 is between about 65 ° C. (149 ° F.) and about 85 ° C. (185 ° F.) at 80 kPa (gauge pressure). The top temperature is controlled by the reflux ratio of the first steam fraction 16.

第２蒸留塔４の目的のうちの少なくとも１つとして、第２蒸気留分１８として低沸点ホウ素化合物の除去がある。低沸点ホウ素化合物は、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）、ボロントリクロリド（ＢＣｌ3）、テトラボラン（Ｂ4Ｈ10）を含有する。産業的には、第２蒸気留分１８中に少量のＴＣＳおよびＤＣＳが含有されていても構わない。一方、精製されたトリクロロシランが第２蒸留残渣１７の１つとして分離される。精製されたトリクロロシランは、多くの産業分野で原料として使用される。特に多結晶シリコン製造分野で、精製されたＴＣＳを原料として使用する。ＴＣＳの分離に際して、第２蒸留塔４の頂部温度は、およそＤＣＳの沸点からおよそＴＣＳの沸点の間に設定される。第２蒸留塔４の頂部温度は、蒸留塔の圧力、スループット、および還流比によって制御される。第２蒸留塔頂部の蒸留圧力は、約１００ｋＰａｇ（１５ｐｓｉｇ）から２００ｋＰａｇ（３０ｐｓｉｇ）の間に設定される。この温度がおよそＤＣＳの沸点より低いと、低沸点ホウ素化合物が第２蒸留残渣１７に含有されるために好ましくない。逆にこの温度がおよそＴＣＳの沸点より高いと、フラッディング（ｆｌｏｏｄｉｎｇ）問題の兆候である可能性があり、好ましくない。 At least one of the purposes of the second distillation column 4 is to remove a low-boiling boron compound as the second vapor fraction 18. The low boiling point boron compound contains diborane (B 2 H 6 ), boron trichloride (BCl 3 ), and tetraborane (B 4 H 10 ). Industrially, a small amount of TCS and DCS may be contained in the second steam fraction 18. On the other hand, the purified trichlorosilane is separated as one of the second distillation residues 17. Purified trichlorosilane is used as a raw material in many industrial fields. In the polycrystalline silicon manufacturing field, refined TCS is used as a raw material. During the TCS separation, the top temperature of the second distillation column 4 is set between about the boiling point of DCS and about the boiling point of TCS. The top temperature of the second distillation column 4 is controlled by the distillation column pressure, throughput and reflux ratio. The distillation pressure at the top of the second distillation column is set between about 100 kPag (15 psig) to 200 kPag (30 psig). If this temperature is lower than the boiling point of DCS, a low boiling point boron compound is contained in the second distillation residue 17, which is not preferable. Conversely, if this temperature is higher than about the boiling point of TCS, it may be a sign of flooding problems, which is undesirable.

第２蒸留塔４は、１つ以上の個別の第２蒸留残渣１７を加熱し、第２蒸留残渣１７の一部を蒸留塔４の底部へと還流するリボイラー（図示せず）と、１つ以上の個別の第２蒸気留分１８を冷却し、蒸気留分１８を第１蒸留塔３に加えて蒸留塔４の頂部へと還流する凝縮器（図示せず）とを備える。   The second distillation column 4 heats one or more individual second distillation residues 17 and reboiler (not shown) for refluxing a part of the second distillation residue 17 to the bottom of the distillation column 4, and one There is provided a condenser (not shown) for cooling the individual second vapor fraction 18 and adding the vapor fraction 18 to the first distillation column 3 and refluxing it to the top of the distillation column 4.

第２蒸留塔４からの第２蒸気留分１８は、第１蒸留塔３および第２蒸留塔４によって凝縮された低沸点ホウ素化合物を含有する。第２蒸気留分１８の組成は、ホウ素が２，０００ｐｐｂｗｔと、ＤＣＳが２０〜４０重量％と、残余ＴＣＳおよび不可避的な不純物とを含む。第２蒸気留分１８は、ホウ素を１００ｐｐｂｗｔ超にて含有するのがより好ましい。第２蒸気留分１８は、低沸点ホウ素化合物のみならず、ＴＣＳおよびＤＣＳを含有し、気化器５に送られる。ＴＣＳおよびＤＣＳは、この処理で効率的に再利用される。ＤＣＳは、流動床反応器１に繰り返し戻されることにより、流動床反応器１でＴＣＳに転換される。第２蒸気留分１８は、気化器５で気化され、流動床反応器１に戻される。本実施形態では第１蒸留塔３および第２蒸留塔４を示したが、直列的に１つ以上の追加の蒸留塔が加えられても構わない。   The second vapor fraction 18 from the second distillation column 4 contains the low boiling point boron compound condensed by the first distillation column 3 and the second distillation column 4. The composition of the second vapor fraction 18 includes 2,000 ppbwt of boron, 20-40% by weight of DCS, residual TCS and inevitable impurities. More preferably, the second vapor fraction 18 contains boron in excess of 100 ppbwt. The second vapor fraction 18 contains not only the low boiling point boron compound but also TCS and DCS, and is sent to the vaporizer 5. TCS and DCS are efficiently reused in this process. The DCS is repeatedly returned to the fluidized bed reactor 1 to be converted into TCS in the fluidized bed reactor 1. The second vapor fraction 18 is vaporized in the vaporizer 5 and returned to the fluidized bed reactor 1. In the present embodiment, the first distillation column 3 and the second distillation column 4 are shown, but one or more additional distillation columns may be added in series.

第２蒸留塔４から流動床反応器１へと繰り返し低沸点ホウ素化合物を戻すことにより、低沸点ホウ素化合物は高沸点ホウ素化合物へと変換する。低沸点ホウ素化合物、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）、テトラボラン（１０）（Ｂ4Ｈ10）等は、最終的にデカボラン（Ｂ10Ｈ14）へと変換する。例えば、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）は、以下の反応式に従って反応させられる。 By repeatedly returning the low boiling point boron compound from the second distillation column 4 to the fluidized bed reactor 1, the low boiling point boron compound is converted to a high boiling point boron compound. Low-boiling boron compounds, diborane (B 2 H 6 ), tetraborane (10) (B 4 H 10 ) and the like are finally converted to decaborane (B 10 H 14 ). For example, diborane (B 2 H 6 ) is reacted according to the following reaction formula.

５Ｂ2Ｈ6 → Ｂ10Ｈ14 ＋ ８Ｈ2 （２）
この反応においてＫｃ（化学平衡定数）は３．６×１０12であり、このＫｃが大きいために、デカボランは決してジボランに戻ることがない。高沸点ホウ素化合物は、放出ガスとして冷却器２で除去されるか、第１蒸留残渣１５として第１蒸留塔３で分離される。 5B 2 H 6 → B 10 H 14 + 8H 2 (2)
In this reaction, Kc (chemical equilibrium constant) is 3.6 × 10 12 , and since this Kc is large, decaborane never returns to diborane. The high boiling point boron compound is removed by the cooler 2 as the released gas or separated by the first distillation column 3 as the first distillation residue 15.

＜第２の実施の形態＞
図２は第２実施形態を示している。第１実施形態と第２実施形態との違いは、中間蒸留塔２０にある。他の要素は同じであり、同一の参照符号を使用する。低沸点ホウ素化合物の凝集に際して、第１蒸留塔３と第２蒸留塔４との間に少なくとも１つ以上中間蒸留塔２０を設けるのがより好ましい。この中間蒸留塔２０の目的のうちの少なくとも１つとして、トリクロロシランより高い沸点を有する高沸点化合物の除去がある。中間蒸留塔２０は、１つ以上の個別の蒸留残渣２２として、主にＳＴＣ、高沸点ホウ素化合物等を除去するが、実際にはＴＣＳがいくらか蒸留残渣２２中に含有されていても構わない。 <Second Embodiment>
FIG. 2 shows a second embodiment. The difference between the first embodiment and the second embodiment resides in the intermediate distillation column 20. Other elements are the same and use the same reference signs. More preferably, at least one intermediate distillation column 20 is provided between the first distillation column 3 and the second distillation column 4 when the low-boiling boron compound is aggregated. At least one of the purposes of the intermediate distillation column 20 is to remove high-boiling compounds having a higher boiling point than trichlorosilane. The intermediate distillation column 20 mainly removes STC, high-boiling boron compounds and the like as one or more individual distillation residues 22, but in practice, some TCS may be contained in the distillation residue 22.

中間蒸留塔２０は、頂部温度を除いて、第１蒸留塔３とほぼ同じ条件下で操作される。中間蒸留塔２０の頂部温度は、第１蒸留塔３の頂部温度とテトラクロロシランの沸点との間に設定されるのが好ましい。中間蒸留塔２０の１つ以上の個別の蒸気留分２１は、第２蒸留塔４の中央に送られる。本実施形態では中間蒸留塔２０を１つ示したが、１つに限られない。第１蒸留塔３と第２蒸留塔４との間に、２つ以上の中間蒸留塔が設けられても構わない。   The intermediate distillation column 20 is operated under substantially the same conditions as the first distillation column 3 except for the top temperature. The top temperature of the intermediate distillation column 20 is preferably set between the top temperature of the first distillation column 3 and the boiling point of tetrachlorosilane. One or more individual vapor fractions 21 of the intermediate distillation column 20 are sent to the center of the second distillation column 4. In the present embodiment, one intermediate distillation column 20 is shown, but the number is not limited to one. Two or more intermediate distillation columns may be provided between the first distillation column 3 and the second distillation column 4.

次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。   Next, examples of the present invention will be described in detail together with comparative examples.

＜実施例１＞
表１は、第２蒸留残渣中で汚染されたホウ素の含有量を示しており、第２蒸気留分が流動床反応器に戻されているが、反応開始から１０時間経過後は流動床反応器に戻されていない。これは第１実施形態に基づく。 <Example 1>
Table 1 shows the content of boron contaminated in the second distillation residue, and the second steam fraction is returned to the fluidized bed reactor, but after 10 hours from the start of the reaction, the fluidized bed reaction. It has not been returned to the vessel. This is based on the first embodiment.

冶金級シリコン顆粒の純度、第１塔の頂部温度および底部温度、および第２塔の頂部温度および底部温度の条件は、以下のとおりである。また、第１蒸留塔のゲージ圧力におけるＤＣＳ、ＴＣＳ及びＳＴＣの各沸点、第２蒸留塔のゲージ圧力におけるＤＣＳ、ＴＣＳ及びＳＴＣの各沸点は、以下の通りである。   Conditions for the purity of metallurgical grade silicon granules, the top and bottom temperatures of the first column, and the top and bottom temperatures of the second column are as follows. The boiling points of DCS, TCS and STC at the gauge pressure of the first distillation column and the boiling points of DCS, TCS and STC at the gauge pressure of the second distillation column are as follows.

冶金級シリコンの純度 ９８．５７重量％
第１蒸留塔の頂部温度 ４９．４℃（１２１°Ｆ）
第１蒸留塔の底部温度 ７７．２℃（１７１°Ｆ）
第２蒸留塔の頂部温度 ５５．５℃（１３２°Ｆ）
第２蒸留塔の底部温度 ６６．７℃（１５２°Ｆ）
第１蒸留塔のゲージ圧力 ７９．３ｋＰａ（１１．５ｐｓｉｇ）
第２蒸留塔のゲージ圧力 １２３．４ｋＰａ（１７．９ｐｓｉｇ）
第１蒸留塔のゲージ圧力におけるＤＣＳ沸点 ２４．８℃
第１蒸留塔のゲージ圧力におけるＴＣＳ沸点 ４９．３℃
第１蒸留塔のゲージ圧力におけるＳＴＣ沸点 ７６．７℃
第２蒸留塔のゲージ圧力におけるＤＣＳ沸点 ３１．３℃
第２蒸留塔のゲージ圧力におけるＴＣＳ沸点 ５６．７℃
第２蒸留塔のゲージ圧力におけるＳＴＣ沸点 ８４．７℃ Purity of metallurgical grade silicon 98.57% by weight
Top temperature of first distillation column 49.4 ° C (121 ° F)
First distillation column bottom temperature 77.2 ° C (171 ° F)
Top temperature of second distillation column 55.5 ° C (132 ° F)
Bottom temperature of second distillation column 66.7 ° C (152 ° F)
First distillation column gauge pressure 79.3 kPa (11.5 psig)
Second distillation column gauge pressure 123.4 kPa (17.9 psig)
DCS boiling point at the gauge pressure of the first distillation column 24.8 ° C
TCS boiling point at the gauge pressure of the first distillation column 49.3 ° C
STC boiling point at gauge pressure of first distillation column 76.7 ° C
DCS boiling point at the gauge pressure of the second distillation column 31.3 ° C
TCS boiling point at gauge pressure of second distillation column 56.7 ° C
STC boiling point at gauge pressure of second distillation column 84.7 ° C

Figure 2012076993
本実施形態では、第２蒸留残渣中のホウ素含有量はメチレンブルー吸収測定法により測定される。トリフェニルクロロメタンが捕集媒体として用いられる。１,２−ジクロロエタンが抽出剤として用いられる。
Figure 2012076993
 In the present embodiment, the boron content in the second distillation residue is measured by a methylene blue absorption measurement method. Triphenylchloromethane is used as a collection medium. 1,2-dichloroethane is used as the extractant.

実施形態および実施例は、発明を制限する目的ではなく、説明するために述べられている。添付の請求の範囲に定義されるように、関連の保護範囲から逸脱することなく、当業者によって変更および／または修正が加えられてよい旨が理解されなければならない。   The embodiments and examples are set forth for purposes of illustration and not for purposes of limiting the invention. It should be understood that changes and / or modifications may be made by those skilled in the art without departing from the relevant scope of protection as defined in the appended claims.

１ 流動床反応器
２ 冷却器
３ 第１蒸留塔
４ 第２蒸留塔
５ 気化器
１１ 冶金級シリコン顆粒
１２ 反応ガス
１３ 放出ガス
１４ 凝縮物
１５ 第１蒸留残渣
１６ 第１蒸気留分
１７ 第２蒸留残渣（トリクロロシラン）
１８ 第２蒸気留分
１９ 塩化水素ガス（ＨＣｌ）
２０ 中間蒸留塔
２１ 中間蒸気留分
２２ 中間蒸留残渣 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fluidized bed reactor 2 Cooler 3 1st distillation column 4 2nd distillation column 5 Vaporizer 11 Metallurgical grade silicon granule 12 Reaction gas 13 Emission gas 14 Condensate 15 1st distillation residue 16 1st steam fraction 17 2nd distillation Residue (trichlorosilane)
18 Second steam fraction 19 Hydrogen chloride gas (HCl)
20 Intermediate distillation tower 21 Intermediate steam fraction 22 Intermediate distillation residue

Claims (16)

ホウ素化合物の量を減じたトリクロロシラン製造方法であって、
トリクロロシラン含有反応ガスを生成するために、流動床反応器において冶金級シリコンと塩化水素ガスとを反応させ、
第１蒸気留分と第１蒸留残渣とを分離するために、第１蒸留塔頂部の蒸留温度をおよそトリクロロシランの沸点とおよそテトラクロロシランの沸点との間に設定することによる前記反応ガスの第１蒸留を実施し、
前記第１蒸気留分を第２蒸留塔へ供給し、
トリクロロシランと、ホウ素化合物を含有する第２蒸気留分とを分離するために、前記第２蒸留塔頂部の蒸留温度をおよそジクロロシランの沸点とおよそトリクロロシランの沸点との間に設定することにより、第２蒸留を実施し、
前記第２蒸気留分を前記流動床反応器に再供給することを特徴とする方法。 A method for producing trichlorosilane with a reduced amount of boron compound,
In order to produce a reaction gas containing trichlorosilane, metallurgical grade silicon and hydrogen chloride gas are reacted in a fluidized bed reactor,
In order to separate the first vapor fraction and the first distillation residue, the reaction gas is first filtered by setting the distillation temperature at the top of the first distillation column between about the boiling point of trichlorosilane and about the boiling point of tetrachlorosilane. 1 distillation,
Supplying the first steam fraction to the second distillation column;
By setting the distillation temperature at the top of the second distillation column between about the boiling point of dichlorosilane and about the boiling point of trichlorosilane in order to separate the trichlorosilane and the second vapor fraction containing the boron compound. Performing a second distillation,
Re-feeding said second vapor fraction to said fluidized bed reactor. 前記第２蒸気留分は、前記流動床反応器に入れられる前に気化器へと供給されることを特徴とする請求項１に記載のホウ素化合物の量を減じたトリクロロシラン製造方法。   2. The method for producing trichlorosilane with reduced boron compound according to claim 1, wherein the second steam fraction is supplied to a vaporizer before entering the fluidized bed reactor. 前記流動床反応器の床温度は、約２８０℃から約３２０℃の間に設定されることを特徴とする請求項１に記載のホウ素化合物の量を減じたトリクロロシラン製造方法。   The method for producing trichlorosilane with reduced boron compound according to claim 1, wherein the bed temperature of the fluidized bed reactor is set between about 280 ° C and about 320 ° C. 前記流動床反応器からの凝集物は、前記第１蒸留塔の中央に供給される前に、冷却器にて冷却されることを特徴とする請求項１に記載のホウ素化合物の量を減じたトリクロロシラン製造方法。   The amount of boron compound according to claim 1, wherein the agglomerates from the fluidized bed reactor are cooled in a cooler before being fed to the center of the first distillation column. Trichlorosilane production method. 前記第１蒸留塔頂部の蒸留圧力は、約７０ｋＰａｇ（１０ｐｓｉｇ）から１２０ｋＰａｇ（１７ｐｓｉｇ）の間に設定されることを特徴とする請求項１に記載のホウ素化合物の量を減じたトリクロロシラン製造方法。   The method of claim 1, wherein the distillation pressure at the top of the first distillation column is set between about 70 kPag (10 psig) to 120 kPag (17 psig). 前記第１蒸留塔の頂部温度は、８０ｋＰａにて約４５℃から約５５℃の間に設定されることを特徴とする請求項１に記載のホウ素化合物の量を減じたトリクロロシラン製造方法。   The method for producing trichlorosilane with reduced boron compound content according to claim 1, wherein the top temperature of the first distillation column is set between about 45 ° C and about 55 ° C at 80 kPa. 前記第１蒸留塔の底部温度は、８０ｋＰａにて約６５℃から約８５℃の間に設定されることを特徴とする請求項１に記載のホウ素化合物の量を減じたトリクロロシラン製造方法。   2. The method for producing trichlorosilane with reduced boron compound according to claim 1, wherein the bottom temperature of the first distillation column is set between about 65 ° C. and about 85 ° C. at 80 kPa. 前記第１蒸留塔の頂部温度は、第１蒸気留分の還流比によって制御されることを特徴とする請求項１に記載のホウ素化合物の量を減じたトリクロロシラン製造方法。   The method for producing trichlorosilane according to claim 1, wherein the top temperature of the first distillation column is controlled by a reflux ratio of the first steam fraction. 前記第１蒸留塔からの第１蒸留残渣の組成は、トリクロロシランが３０重量％、ホウ素が３２２，０００ｐｐｂｗｔであり、テトラクロロシランと不可避的な不純物の残余が含まれることを特徴とする請求項１に記載のホウ素化合物の量を減じたトリクロロシラン製造方法。   The composition of the first distillation residue from the first distillation column is 30% by weight of trichlorosilane and 322,000 ppbwt of boron, and includes a residue of tetrachlorosilane and inevitable impurities. The trichlorosilane manufacturing method which reduced the quantity of the boron compound as described in 2. 前記第２蒸留塔頂部の蒸留圧力は、約１００ｋＰａｇ（１５ｐｓｉｇ）から２００ｋＰａｇ（３０ｐｓｉｇ）の間に設定されることを特徴とする請求項１に記載のホウ素化合物の量を減じたトリクロロシラン製造方法。   The method of claim 1, wherein the distillation pressure at the top of the second distillation column is set between about 100 kPag (15 psig) to 200 kPag (30 psig). 前記第２蒸留塔の頂部温度は、蒸留塔圧力、スループット、および還流比によって制御されることを特徴とする請求項１に記載のホウ素化合物の量を減じたトリクロロシラン製造方法。   The method for producing trichlorosilane with reduced boron compound according to claim 1, wherein the top temperature of the second distillation column is controlled by distillation column pressure, throughput, and reflux ratio. 前記第２蒸留塔からの第２蒸留残渣の組成は、ホウ素が２，０００ｐｐｂｗｔ、ジクロロシランが２０から４０重量％であり、トリクロロシランと不可避的な不純物の残余が含まれることを特徴とする請求項１に記載のホウ素化合物の量を減じたトリクロロシラン製造方法。   The composition of the second distillation residue from the second distillation column is 2,000 ppbwt for boron, 20 to 40% by weight of dichlorosilane, and contains trichlorosilane and unavoidable residues of impurities. Item 3. A method for producing trichlorosilane in which the amount of the boron compound according to item 1 is reduced. 前記第２蒸気留分は、１００ｐｐｂｗｔ超のホウ素を含むことを特徴とする請求項１に記載のホウ素化合物の量を減じたトリクロロシラン製造方法。   The method according to claim 1, wherein the second vapor fraction contains more than 100 ppbwt of boron. 前記第１蒸気留分と前記第２蒸気留分は、低沸点のホウ素化合物と、トリクロロシランと、少量のジクロロシランとを含むことを特徴とする請求項１に記載のホウ素化合物の量を減じたトリクロロシラン製造方法。   The amount of the boron compound according to claim 1, wherein the first vapor fraction and the second vapor fraction include a low-boiling boron compound, trichlorosilane, and a small amount of dichlorosilane. Trichlorosilane production method. ホウ素化合物の量を減じたトリクロロシラン製造方法であって、
トリクロロシラン含有反応ガスを生成するために、床温度が約２８０℃から約３２０℃の間に設定された流動床反応器において冶金級シリコンと塩化水素ガスとを反応させ、
第１蒸気留分と第１蒸留残渣とを分離するために、第１蒸留塔頂部の蒸留温度をおよそトリクロロシランの沸点とおよそテトラクロロシランの沸点との間に設定し、前記第１蒸留塔頂部の蒸留圧力を約７０ｋＰａｇ（１０ｐｓｉｇ）から１２０ｋＰａｇ（１７ｐｓｉｇ）の間に設定することにより、前記反応ガスの第１蒸留を実施し、
前記第１蒸気留分を第２蒸留塔へ供給し、
トリクロロシランと、ホウ素化合物を含有する第２蒸気留分とを分離するために、前記第２蒸留塔頂部の蒸留温度をおよそジクロロシランの沸点とおよそトリクロロシランの沸点との間に設定し、前記第２蒸留塔頂部の蒸留圧力を約１００ｋＰａｇ（１５ｐｓｉｇ）から２００ｋＰａｇ（３０ｐｓｉｇ）の間に設定することにより、第２蒸留を実施し、
前記第２蒸気留分を前記流動床反応器に再供給することを特徴とする方法。 A method for producing trichlorosilane with a reduced amount of boron compound,
In order to produce a reaction gas containing trichlorosilane, metallurgical grade silicon and hydrogen chloride gas are reacted in a fluidized bed reactor having a bed temperature set between about 280 ° C. and about 320 ° C.,
In order to separate the first vapor fraction and the first distillation residue, the distillation temperature at the top of the first distillation column is set between about the boiling point of trichlorosilane and about the boiling point of tetrachlorosilane, and the top of the first distillation column A first distillation of the reaction gas is performed by setting a distillation pressure of about 70 kPag (10 psig) to 120 kPag (17 psig);
Supplying the first steam fraction to the second distillation column;
In order to separate the trichlorosilane and the second vapor fraction containing the boron compound, the distillation temperature at the top of the second distillation column is set between about the boiling point of dichlorosilane and about the boiling point of trichlorosilane, Performing the second distillation by setting the distillation pressure at the top of the second distillation column to between about 100 kPag (15 psig) to 200 kPag (30 psig);
Re-feeding said second vapor fraction to said fluidized bed reactor. ホウ素化合物の量を減じたトリクロロシラン製造方法であって、
トリクロロシラン含有反応ガスを生成するために、流動床反応器において冶金級シリコンと塩化水素ガスとを反応させ、
第１蒸気留分と第１蒸留残渣とを分離するために、第１蒸留塔頂部の蒸留温度をおよそトリクロロシランの沸点とおよそテトラクロロシランの沸点との間に設定することにより、前記反応ガスの第１蒸留を実施し、
前記第１蒸気留分を中間蒸留塔へ供給し、
中間蒸気留分と蒸留残渣とを分離するために、前記中間蒸留塔頂部の蒸留温度をおよそ第１蒸留塔の頂部温度とテトラクロロシランの沸点との間に設定することにより、中間蒸留を実施し、
前記中間蒸気留分を第２蒸留塔へ供給し、
トリクロロシランと、ホウ素化合物を含有する第２蒸気留分とを分離するために、前記第２蒸留塔頂部の蒸留温度をおよそジクロロシランの沸点とおよそトリクロロシランの沸点との間に設定することにより、第２蒸留を実施し、
前記第２蒸気留分を前記流動床反応器に再供給することを特徴とする方法。 A method for producing trichlorosilane with a reduced amount of boron compound,
In order to produce a reaction gas containing trichlorosilane, metallurgical grade silicon and hydrogen chloride gas are reacted in a fluidized bed reactor,
In order to separate the first vapor fraction and the first distillation residue, the distillation temperature at the top of the first distillation column is set between about the boiling point of trichlorosilane and about the boiling point of tetrachlorosilane, thereby Perform the first distillation,
Supplying the first steam fraction to an intermediate distillation column;
In order to separate the middle vapor fraction and the distillation residue, the middle distillation is carried out by setting the distillation temperature at the top of the middle distillation column to be approximately between the top temperature of the first distillation column and the boiling point of tetrachlorosilane. ,
Supplying the intermediate steam fraction to the second distillation column;
By setting the distillation temperature at the top of the second distillation column between about the boiling point of dichlorosilane and about the boiling point of trichlorosilane in order to separate the trichlorosilane and the second vapor fraction containing the boron compound. Performing a second distillation,
Re-feeding said second vapor fraction to said fluidized bed reactor.
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